[发明专利]一种轻量化聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种轻量化聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法，所述轻量化聚丙烯微发泡复合材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：共聚聚丙烯89～93重量份；发泡剂1～3.5重量份；海泡石纤维2～6重量份；阴离子表面活性剂0.2～0.6重量份；季铵盐类插层剂0.6～1.8重量份；相容剂5～10重量份；抗氧剂0.2～0.4重量份；润滑剂0.5～1重量份；可选择的助剂0～2重量份，本发明通过在聚丙烯中加入改性后的海泡石纤维，显著增加了聚丙烯的力学强度，细化了泡孔的孔径，能够满足汽车门板、风道、中央通道、立柱等制件的使用要求，对汽车轻量化具有深远的意义。

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及一种轻量化聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法。

背景技术

《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》提出的第四阶段油耗指标5L/100km，汽车轻量化对国家实施“节能减排”战略起着重大作用，安全、节能、环保已成为汽车发展的潮流。聚丙烯具有机械性能优异、价廉、易加工成型等优点，被广泛应用于汽车仪表板、保险杠、门板、立柱、翼子板等部件平均每辆车上用量达到了150kg，占汽车总重量的10％以上。注塑发泡技术作为一项革新的精密注塑技术，聚丙烯材料经过发泡后形成分布细腻、均一的泡孔，具有明显的“三明治”结构，赋予发泡材料密度小，质轻，强度高，韧性好等优点，此外发泡产品具有优异的尺寸稳定性，较短的成型周期、减少制件的翘曲与内应力等特点，此外还可以实现降低成本，提高隔热降噪等性能，受到了汽车产品设计者的广泛关注。但聚丙烯属于半结晶聚合物，软化点与熔点接近，加工温度超过熔点后，熔体强度急剧下降，泡孔壁难以承受分解产生气体所产生的拉伸力，导致泡孔塌陷，造成发泡性能差，制约着聚丙烯微发泡材料在汽车行业的发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种轻量化聚丙烯微发泡复合材料，它具有质量轻、力学性能优异的特点。

本发明的目的之二是提供一种轻量化聚丙烯微发泡复合材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种轻量化聚丙烯微发泡复合材料，所述轻量化聚丙烯微发泡复合材料由原料组合物制成，所述原料组合物包括：

本发明还提供一种所述的轻量化聚丙烯微发泡复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将海泡石纤维纯化后与阴离子表面活性剂在含水条件下，在60～80℃下搅拌24～48h，然后洗涤干燥，得到表面活化的海泡石纤维；

(2)将表面活化的海泡石纤维与季铵盐类插层剂在含水条件下，在60～80℃下搅拌24～48h，然后洗涤干燥，得到有机改性的海泡石纤维；

(3)将有机改性的海泡石纤维、共聚聚丙烯、相容剂、抗氧剂、润滑剂及助剂投入双螺杆挤出机后，经过熔融挤出，造粒，制得聚丙烯复合材料；

(4)将聚丙烯复合材料与发泡剂混合均匀后，进行二次开模注塑成型，得到轻量化聚丙烯化学微发泡复合材料。

通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

(1)本发明中首先采用阴离子表面活性剂对海泡石进行改性，在海泡石的内部孔道中引入阴离子表面活性剂，再利用季铵盐类插层剂对海泡石进行改性，在海泡石内部引入长分子链基团，提高了海泡石的疏水性能，改善其与共聚聚丙烯基体的相容性；

(2)海泡石纤维有利于气体成核，提供异相成核点，增加泡孔分布密度，此外海泡石纤维限制聚丙烯链段的运动，增加基体链段之间的缠结与交联密度，显著提高聚丙烯的熔体强度，对分解产生的气泡均匀包覆，稳定基体泡孔结构，防止泡孔合并塌陷，获得泡孔小而细腻的泡孔；

(3)本发明的轻量化聚丙烯微发泡复合材料具有密度低、强度高，能够满足汽车门板、风道、中央通道、立柱等制件的使用要求，对汽车轻量化具有深远的意义。